
- •Кафедра информационных технологий, математики и физики
- •Лекции По дисциплине «Электродинамика и основы физической теории поля»
- •При увеличении тока в катушке на dI, пронизывающий ее поток возрастает на
- •Решением полученного уравнения, как нетрудно видеть, является гармоническая функция
- •Затухающие колебания
- •Коротко о других каналах.
Решением полученного уравнения, как нетрудно видеть, является гармоническая функция
q = qмcos (оt + ).
Амплитуда qм и начальная фаза колебаний заряда определяются внешними факторами, воздействиями: сообщенным зарядом конденсатору и соответствующим моментом времени.
Для периода То собственных колебаний в контуре получается выражение
То = 2/о = 2(LC), которое называется формулой Томсона.
В соответствии с формулой Томсона период собственных колебаний заряда в контуре возрастает с ростом емкости конденсатора и индуктивности катушки.
При неизменном исходном заряде на конденсаторе увеличение его емкости приводит к уменьшению энергии электрического поля конденсатора, а значит и к уменьшению энерги магнитного поля катушки: qм2/2C = LIм2/2 (их максимальных значений). Отсюда следует уменьшение максимального и, соответственно, и среднего значения разрядного тока. А меньшим током тот же заряд будет дольше «стекать» с конденсатора (конденсатор будет дольше разряжаться), следовательно, период колебаний заряда в контуре будет больше.
Аналогично при увеличении индуктивности катушки при том же значении ее энергии уменьшается сила разрядного (и перезарядного) тока, а меньшим током конденсатор будет разряжаться и перезаряжаться дольше, т. е. период колебаний заряда будет большим. Можно это интерпретировать также как результат возрастания ЭДС самоиндукции си = - LdI/dt, которая, препятствуя изменениям тока, приводит к понижению его среднего значения и удлинению тем самым процессов разряда и перезаряда колебаний в контуре.
Разность потенциалов на конденсаторе:
= q/C = (qм/C)cos (оt + )
изменяется синфазно (в одинаковой фазе) с колебаниями заряда, а сила тока
I = dq/dt = - о qмsin(оt + ) = Iмcos (оt + + /2) -
- опережает по фазе на 90 колебания заряда. Соответственно сдвинуты по фазе на 90 и колебания энергий электрического и магнитного полей. Будучи квадратичными функциями, соответственно заряда и тока, энергии Wэ = q2/2с и Wм = LI2/2 изменяются с удвоенной частотой 2о.